专利名称：一种用于电弧喷涂制备碳氮合金化耐磨损涂层的粉芯丝材的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电弧喷涂制备碳氮合金化耐磨损涂层的粉芯丝材。
背景技术：
材料及其构件由于磨损引起早期失效与报废，造成了能源与材料的极大浪费。据各国多年来对此进行的调查和统计表明，仅磨损造成的损失就占国民经济总产值的左右。各类磨损所引起的失效往往发生于材料及其构件的表面，为了提高零件的可靠性，延长使用寿命，许多国家都在努力研究和应用各种提高零件表面性能的新技术和新工艺，开发了大批实用、先进、高效的表面工程技术。应用表面技术，修复或强化零件表面，制备出优于本体材料性能的表面功能薄层，已成为了现代工业发展的关键技术之一。相对于其它热喷涂方法，电弧喷涂由于具有设备简单、操作方便、效率较高、成本较低的特点而得到广泛应用。近年来，用电弧喷涂进行耐磨涂层的研究取得一些成果，但还存在许多不足，如大多涂层与基体的结合强度不高；由于保护不好而氧化物多，涂层结构不致密，涂层不具备良好的综合性能等。目前制备电弧喷涂耐磨涂层主要采用碳强化的合金丝材，不过这种丝材存在碳化物易长大、脱落而致使结合强度不高的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可提高涂层耐磨性能、使涂层具有较高的结合强度的用于电弧喷涂制备碳氮合金化耐磨损涂层的粉芯丝材。本发明提供的一种用于电弧喷涂制备碳氮合金化耐磨损涂层的粉芯丝材，丝材的制备和丝材与丝材外皮的轧制均按常规方法进行，该丝材含有质量比0. 12 0. 18%的C， 0. 30 0. 42% 的 Si、1. 30 1. 42% 的Mn、3. 08 3. 18% 的Ni、1. 75 1. 85% 的B、16. 00 16. 20% 的 Cr、0. 14 0. 22% 的Nb、0. 45 0. 57% 的 Ti、0. 18 0. 26% 的 V、0. 10 0. 14%
的N，及余量佝。优选的是，该丝材含有质量比0. 15_C，0· 36_Si、l. 37%的Mn、3. 13%的Ni、 1.80% 的 B、16. 10% 的 Cr、0. 18% 的 Nb、0. 51 % 的 Ti、0. 22% 的 V、0. 12% 的 N，及余量 Fe。上述中，丝材外皮选用宽度X厚度为15mmX0. 5mm的H08A钢带。本发明通过在喷涂丝材中添加N元素来替代部分C，以及适量的强碳氮化合物形成元素V、Nb等，生成碳氮化合物硬质相颗粒从而显著提高涂层耐磨性能。另外，通过合理配比合金元素，特别是稀土元素，使涂层具有较高的结合强度。本发明的粉芯丝材主要应用于有耐磨损要求的金属零部件的修复、预保护及新产品的制造。如各种磨损轴类的修复，新轴、搅拌筒叶片、水轮机叶片等零部件耐磨涂层的制备。本发明的粉芯丝材使零部件具有更高的耐磨性能，从而大幅度提高零部件的使用寿命。 另外，零部件的修复不但节省了大量的加工时间，还大大减少购买新设备的费用，达到用经济的手段产生显著经济效益的效果。本丝材所制备的涂层已在磨损轴类修复中得到成功应用，效果显著，如某设备主传动轴采用本发明的粉芯丝材进行涂层修复，施工时间仅5小时，成本不到1万元，而购买同类新轴需要10多万元，节省了大笔费用。在严格规范的高速电弧喷涂工艺下，使用本发明的粉芯丝材制备的涂层可以达到以下性能指标1、涂层成形良好，涂层组织均勻，结构致密；2、涂层显微硬度平均值为530HV0. 1 ；3、涂层结合强度平均值达到41. 2MPa ；4、涂层的耐磨性是Q235低碳钢的3. 6倍。本发明的丝材按常规方法制备，即包括配粉、混粉以及轧丝、拔丝、绕丝、包装等工序。1、配粉。即按拟定的成分配制合金粉。2、混粉。将所配比的药粉充分拌均，以保证丝材的质量。3、丝材轧制。包括轧丝、拔丝、绕丝等工序。丝材与丝材外皮的轧制也按常规方法制备，先将丝材外皮即宽度X厚度为 15mmX0. 5mm的H08A钢带经过轧辊后形成槽形，将丝材送入丝材外皮所形成的槽内，再经轧辊轧制使丝材外皮的槽封闭，轧制成圆形，然后减径到所需，即得粉芯丝材。
具体实施例方式实施例按质量比将0. 15% 的 C，0. 36% 的 Si、1. 37% 的 Mn、3. 13% 的 Ni、1.80% 的B、16. 10%的Cr、0. 18%的恥、0. 51%的11、0. 22%的V、0. 12%的N，及余量！^进行配粉， 再按常规方法进行混粉以及轧丝、拔丝、绕丝、包装制得丝材；然后先将丝材外皮即宽度X 厚度为15mmX0. 5mm的H08A钢带经过轧辊后形成槽形；将丝材送入丝材外皮所形成的槽内，再经轧辊轧制使丝材外皮的槽封闭，轧制成圆形，然后减径到所需，即得粉芯丝材。
权利要求
1.一种用于电弧喷涂制备碳氮合金化耐磨损涂层的粉芯丝材，丝材的制备和丝材与丝材外皮的轧制均按常规方法进行，其特征在于，该丝材含有质量比0. 12 0. 18%的C， 0. 30 0. 42% 的 Si、1. 30 1. 42% 的Mn、3. 08 3. 18% 的Ni、1. 75 1. 85% 的B、16. 00 16. 20% 的 Cr、0. 14 0. 22% 的Nb、0. 45 0. 57% 的 Ti、0. 18 0. 26% 的 V、0. 10 0. 14%的N，及余量佝。
2.根据权利要求1所述的一种用于电弧喷涂制备碳氮合金化耐磨损涂层的粉芯丝材， 其特征在于，该丝材含有质量比0. 15%的C，0. 36%的Si、l. 37%的Mn、3. 13%的Ni、1.80% 的 B、16. 10%的 Cr、0. 18%的 Nb、0. 51 %的 Ti、0. 22%的 V、0. 12%的 N，及余量 Fe。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于电弧喷涂制备碳氮合金化耐磨损涂层的粉芯丝材，其特征在于，丝材外皮选用宽度X厚度为15mmX0. 5mm的H08A钢带。
全文摘要
一种用于电弧喷涂制备碳氮合金化耐磨损涂层的粉芯丝材，丝材的制备和丝材与丝材外皮的轧制均按常规方法进行，该丝材含有质量比0.12～0.18％的C，0.30～0.42％的Si、1.30～1.42％的Mn、3.08～3.18％的Ni、1.75～1.85％的B、16.00～16.20％的Cr、0.14～0.22％的Nb、0.45～0.57％的Ti、0.18～0.26％的V、0.10～0.14％的N，及余量Fe。本发明可提高涂层耐磨性能，使涂层具有较高的结合强度。
文档编号C23C4/06GK102321861SQ20111031125
公开日2012年1月18日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者邓宇 申请人:广东石油化工学院